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已經(jīng)飛了七十多年,圖-95戰(zhàn)略轟炸機究竟有何過人之處?

 哈哈獅的信箱 2023-05-07 發(fā)布于廣東

NO.1983 - 圖-95戰(zhàn)略轟炸機

作者:頓涅茨克的哥薩克 / 編輯:冷小軍

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對于解放軍空軍來說,圖-95是老相識了。

中蘇對峙時期,它經(jīng)常在邊境上空攜帶核彈巡航,隨時準備南侵。我空軍和地面防空部隊則把這架飛機的外形,以及可知的各項參數(shù)牢記于心,為的就是在飛入領(lǐng)空之前予以擊落。圖-95的問世,很大程度是應(yīng)對核戰(zhàn)爭的需要。

1949年蘇聯(lián)成功爆炸了自己第一顆原子彈。此時冷戰(zhàn)的序幕已拉開,但導(dǎo)彈技術(shù)極不成熟,遠程戰(zhàn)略轟炸機是投放核武器的最佳手段。雖然美國的核壟斷被打破,但是缺乏遠程轟炸機讓蘇聯(lián)人很頭疼,就像沒有槍的子彈。

其實蘇聯(lián)也有遠程轟炸機,但先天基礎(chǔ)工業(yè)的差距,使得直到二戰(zhàn)結(jié)束時,同類產(chǎn)品都落后于西方。自身需求巨大且打算遏制潛在對手,美國并沒有滿足蘇聯(lián)“援助B-29”的要求。

圖片B-29

戲劇性的是,從1944年開始的對日轟炸中,前后三架被擊傷的美軍B-29迫降蘇聯(lián)機場,于是被“懂行”的蘇聯(lián)人立即扣押。美國的高水平工藝和技術(shù)令蘇聯(lián)人驚嘆不已,對軸心國的大規(guī)模遠程轟炸以及核打擊更讓紅軍明白,遠程、高速、大載彈量是未來轟炸機的發(fā)展方向。

針對這些“風(fēng)吹來的果子”,在圖波列夫設(shè)計團隊帶領(lǐng)下,試飛、逆向測繪、仿制,量產(chǎn)等工作幾乎在同時進行。很快,編號為圖-4、各項指標與原版不相上下的山寨型B-29列裝。

此時已是1949年,蘇聯(lián)首次擁有了戰(zhàn)略空軍與遠程熱核武器投送能力,更重要的是,它使蘇聯(lián)迅速接觸到世界上最先進的航空工業(yè)水平,突破了大型遠程飛機的升級瓶頸,為日后蘇聯(lián)該能力的躍升奠定了堅實的基礎(chǔ)。

圖片圖-4轟炸機

載彈3噸時,圖-4的最大航程不過6200公里,無法飛抵美國本土,核威懾?zé)o從談起。與此同時,航程超過12000公里的B-36轟炸機已入列美國空軍,B-52更是在研發(fā)中,這給蘇聯(lián)造成極大壓力。因此圖波列夫設(shè)計局又前后設(shè)計制造出了圖-80和圖-85兩種樣機。

從外形看,圖-4,圖-80和圖-85就是同一機型的三個發(fā)展階段,三者都是四發(fā)平直翼飛機,圖-85尺寸更大,馬力更強,飛行速度638km/h,載彈量達到5噸,航程超過了12000公里,飛抵美國本土綽綽有余,核均衡的態(tài)勢似乎提前到來。

邁入噴氣時代的朝鮮戰(zhàn)爭給了東西方陣營當頭棒喝,面對噴氣式后掠翼米格-15的凌厲攔截,活塞式平直翼的B-29和改進型B-50機群損失慘重。二戰(zhàn)的理念已經(jīng)落后,只有在保證載彈量與航程的基礎(chǔ)上提升飛行速度,才能有效突破敵軍防空火力網(wǎng)阻截并完成各種空襲任務(wù),因此最有效的方式就是研發(fā)新機型。

圖片

米格-15

1950年,蘇軍提出正常載彈量不低于5噸,飛行速度達到950km/h,航程達到13000千米的指標要求,同時采用噴氣式發(fā)動機。于是米亞西舍夫設(shè)計局推出了裝備4臺渦噴發(fā)動機,中單后掠翼的米亞-4型。該機最大航速947KM/h,最大載彈量12噸,但是空載航程不足9800千米,綜合性能甚至差于雙發(fā)噴氣式中型轟炸機圖-16。

在圖波列夫看來,米亞-4最大敗筆在于冒險采用了耗油率過大的AM-3渦噴發(fā)動機,速度和載彈量的有限提升以犧牲航程為代價,而1950年代大型飛機的渦槳發(fā)動機技術(shù)更為成熟可靠,耗油率只有渦噴機的1/4至1/3,雖然要損失20%的航速。

恰好此時中央流體動力學(xué)院送來《一種重型后掠翼轟炸機的飛行特性研究》的報告,文中探討了德國二戰(zhàn)的多種方案研究成果,得出“采用25度~35度后掠角并結(jié)合適當動力,可實現(xiàn)超過800公里時速”的結(jié)論。圖氏因此決定將圖-85的機翼位置前移并修改為后掠式。他堅信,只要提高航速,這種氣動布局可以實現(xiàn)3倍于米亞-4的航程。

二戰(zhàn)后,總設(shè)計師庫茲涅佐夫率領(lǐng)眾多蘇聯(lián)工程師和被俘德國工程師從事渦槳發(fā)動機研究。到“95”立項時,已在德國Jumo022的基礎(chǔ)上研發(fā)出了輸出功率5000馬力的TV-2型,改進的TV-12輸出功率達到了12000馬力,可以滿足重型轟炸機的需求??捎^的技術(shù)指標吸引了圖波列夫,經(jīng)過論證研究后被采納。

作為渦槳飛機,槳葉問題無法繞開。最初提出了直徑7米的單槳方案,但是加工難度大,為避免槳葉觸地,還得重新設(shè)計起落架,更重要的是,這種巨型單葉片并不能充分發(fā)揮TV-12的輸出功率,也就無法提升航速。

圖片圖-95

經(jīng)過測試運算,直徑5.6米的共軸反槳方案被敲定,由K.I.卓丹諾夫團隊研發(fā)。后來事實證明,四臺共軸槳葉的TV-12發(fā)動機反而讓圖-95飛出了不亞于同類氣動布局噴氣機的空機900-1000公里/小時的最大航速。

正如圖氏對渦槳發(fā)動機的判斷,單臺凈重只有2.9噸的TV-12輸出功率大,耗油率卻很低,掛載9噸炸彈時,作戰(zhàn)半徑達到7500公里;不加油航程15300公里;保留5%存油時,航程13500公里;加裝“翼尖-翼尖”空中加油系統(tǒng)時,經(jīng)兩次加油后,航程達到32000公里,已經(jīng)覆蓋全球。

早在仿制B-29時,結(jié)構(gòu)力學(xué)部門負責(zé)人A.切列穆欣就發(fā)現(xiàn),如果飛機結(jié)構(gòu)強度不足,性能就會下降,因此始終把“減重”和“結(jié)構(gòu)強度”并列重要位置。好處就是,對于大量先進技術(shù)設(shè)備有足夠的承載力,促進了整體性能的大幅提升。該機設(shè)計正常載彈為5-15噸,最大18噸。

圖片圖-95

除了彈倉可運載各型現(xiàn)役常規(guī)彈藥與熱核武器外,還在機翼為正在研發(fā)的不同射程的制導(dǎo)武器預(yù)留發(fā)射掛架;領(lǐng)航艙下顎,也計劃安裝“銣”—MM轟炸/導(dǎo)航系統(tǒng),外帶機尾自衛(wèi)航炮瞄準雷達。同時,電子情報收集對抗系統(tǒng),敵我應(yīng)答機,電除冰裝置,總重923kg的飛行裝甲板都悉數(shù)裝備。

在飛行控制系統(tǒng)的選擇上,圖波列夫卻棄用相對先進的液壓助力裝置,理由是“不可靠”,冒進的米亞-4印證了圖氏的定論,為此不得不將控制桿的力度降到可接受程度。后期的改進型號中,可逆液壓助力裝置又被重新引入。盡管如此,新技術(shù)的廣泛運用使得這架空重超過75噸的“大個子”只有八名機組成員。

機體設(shè)計在圖-85基礎(chǔ)上有所延長,結(jié)構(gòu)重量增加75%,提高了艙室增壓以適應(yīng)更高的巡航升限,水平尾翼和垂直尾翼直接采用圖-16的成果,只是相應(yīng)增加了尺寸.................經(jīng)過多次修改,終于進入試飛流程。

圖片圖-95

編號為“95-1”和“95-2”的兩架原型機出廠。兩者翼展和機長都在50米和45米上下,翼面負荷相差不大,同樣為大展弦比后掠翼四發(fā)渦槳。差別就在于前者裝備的是“2TV-2F”型引擎,而后者為“TV-12”,輸出功率都是12500馬力,前者的油耗卻比后者多了超過50%。

雖然“95-2”其他各類數(shù)據(jù)測算占優(yōu),但是必須通過試飛才能最后定論。直到1953年5月,率先飛行的“95-1”已進行了16次飛行測試。

不料,在進行第17次測試時,“95-1”因第三號發(fā)動機起火脫落導(dǎo)致整機墜毀,11名機組測試成員中4人犧牲。軍方調(diào)查后定論事故原因為:發(fā)動機減速齒輪強度和抗金屬疲勞不合格,發(fā)動機艙滅火系統(tǒng)設(shè)計存在缺陷。基本將“2TV-2F”型發(fā)動機連同整個“95-1”設(shè)計判了死刑,“95-2”繼續(xù)進行飛行測試。

“95-2”攜帶的燃油多出40%,配備的TV-12發(fā)動機更輕,可靠性更好,降低了飛機的整體重量,于是發(fā)動機以NK-12的編號定型。又經(jīng)歷了更嚴格的測試后,軍方初步認定“95-2”的實際航程為13900km,起飛重量167.2噸,升限12150米,最大航速880km/h。

盡管日后經(jīng)過多次改進,這些指標均有大幅提升,但當下已經(jīng)完全滿足部隊需求,1956年4月正式型號為圖-95的基本型還是交付遠程航空兵。經(jīng)歷了臨產(chǎn)的大出血,圖-95這個“熊”孩子終于橫空出世,參軍入伍。

B-29的意外獲得,讓蘇聯(lián)設(shè)計師們擺脫了大型飛機傳統(tǒng)設(shè)計建造理念的桎梏,德國專家在后掠翼氣動外形理論的積累和航空發(fā)動機制造的深厚功底讓圖波列夫團隊突破了技術(shù)瓶頸。圖九五并非閉門造車,而是在立足現(xiàn)實需求的基礎(chǔ)上積極吸收各方先進技術(shù)理念的優(yōu)秀成果。

圖片

新技術(shù)風(fēng)險無疑巨大,不過圖波列夫團隊通過巧妙設(shè)計,最大限度發(fā)揮整體功效,盡管研發(fā)過程異常艱難,但是根據(jù)列裝后的表現(xiàn)來看,這些行為相當具有前瞻性。直到七十年后今天,從巡航日本列島,到與解放軍聯(lián)合演習(xí),再到發(fā)射巡航導(dǎo)彈空襲烏克蘭軍隊的后方戰(zhàn)略目標,圖-95仍在戰(zhàn)場上大顯神威。

屢次接受現(xiàn)代化改造的“熊”不但沒有退役的跡象,俄空天軍甚至考慮將其服役至2040年。這些都要歸功于圖波列夫的設(shè)計思路:在成熟的設(shè)備與工藝基礎(chǔ)上采納先進技術(shù),并前瞻性地留有升級改造空間。先進,可靠,且能與時俱進,從過去到將來,都是長壽武器存在的根本原因。

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